2026年4月，划时代的新型AR（增强现实）专用可穿戴式装置“Augma”，搭配《序列之争》（Ordinal Scale，OS）开始贩售。
亚丝娜、莉兹贝特与西莉卡邀请桐人参与“OS”中旧艾恩格朗特 Boss 讨伐战。在桐人加入亚丝娜与克莱茵的 Boss 战时，遇见游戏中人气超高的虚拟歌手“尤娜”，并在她唱歌时给予参加讨伐战的玩家特殊效果。桐人首战因不擅长增强现实的即时反应与速度，导致未能讨伐成功。游戏中排名第二名的瑛二协助集体防御 Boss 攻击，随后亚丝娜立即攻击完成讨伐的瞬间，瑛二对着亚丝娜咕哝“切换（Switch）”，让亚丝娜想起这是“SAO”的战术用术语。
隔晚，正当克莱因的所属公会“风林火山”等待最后前晚被瑛二袭击的成员时，一同亚丝娜受邀请加入 Boss 讨伐战。亚丝娜则参与由尤娜主持的讨伐战，克莱因与其公会成员则被另一个 Boss 与瑛二袭击。翌日，桐人回到前晚举办讨伐战的公园并启用“OS”，一位穿着白色连帽连身裙的少女出现并指向远方的方向后随即消失。在桐人与诗乃一起讨伐 Boss 后，结衣发现讨伐战中出现的艾恩格朗特的 Boss 出现顺序与“SAO”的迷宫地图相同。正当桐人与亚丝娜讨论此事时，发现瑛二是“SAO事件”的幸存者之一，也曾是“血盟骑士团”的一员，名叫“诺奇拉斯（Nautilus）”。
在亚丝娜、莉兹贝特与西莉卡加入另一场讨伐时， 尤娜 与瑛二又再次出现。亚丝娜为了保护被瑛二推倒在 Boss 面前的西莉卡，因被击中而使 HP 归零并导致无法再战。之后亚丝娜试图回想“SAO”时的回忆，却发现相关记忆开始渐渐淡忘，桐人和亚丝娜去医院检查后确认到回忆阻塞的情况，并推测“Augma”具有扫描大脑的功能并夺走特定记忆的可能，认为同样的事情也可能发生在其他使用“OS”的 SAO 幸存者的身上。桐人与诗乃透过 Boss 讨伐战展开调查，并注意到只要有作为 SAO 幸存者的玩家被击败，即会搜集闪耀的球状物至漂浮在上空的“OS”无人机。结依在追踪回传目的地时，被游戏系统阻挡导致追踪失败。之后，桐人再次遇见白色连帽连身裙少女，少女不断重复与之前相同的动作。桐人与结依抽丝剥茧下发现白衣少女所指出的地方是东都工业大学。
透过菊冈的安排下，桐人在校内与Augma设计者重村教授会面，重村教授却拒绝回答任何提问。结束会面前，桐人注意到重村教授的办公桌上有一张酷似尤娜少女的照片。桐人向菊冈确认照片的人就是重村教授的女儿“悠那”，是“SAO 事件”的牺牲者。桐人到亚丝娜的家探访时，在房间看到亚丝娜的日记，察觉她因忘记 SAO 时期的回忆中有与桐人做约定而害怕会因此与桐人的关系产生改变，桐人发誓要替亚丝娜夺回记忆。当离开亚丝娜的家后，再次遇到白色连帽连身裙少女，此时少女承认自己就是悠那。桐人想要取回亚丝娜的记忆，但悠那告诉桐人必须要提升游戏中的排名才可以，随后桐人积极参加 Boss 讨伐战，使排名提高至第47名。
数日后，“OS”的玩家群聚在体育馆参加尤娜的演唱会中，瑛二以亚丝娜的记忆作为赌注迫使桐人在低排名（第9名）状态下径行决斗。桐人获得胜利后，瑛二揭发重村教授借由 SAO 幸存者们的记忆，重建已故女儿的虚拟人工智能：透过“OS”无人机让“Augma”发出高功率信号读取记忆，但效果会如同“NerveGear”一样导致玩家们的死亡。
正当旧艾恩格朗特的 Boss 突然出现在演唱会场并大肆攻击时，悠那出手协助保护亚丝娜等人，并告诉赶回来的桐人“Augma”可借由无人机启动“完全潜行”功能，并且只要击败原本在“SAO”第100层的的 Boss 即可结束讨伐活动。在启动完全潜行前，桐人把礼物戒指交给亚丝娜。进入第100层“红玉宫”桐人、莉兹贝特、西莉卡艾基尔与诗乃和Boss 陷入苦战直到透过结衣把亚丝娜、莉法、克莱茵与其他从“ALO”和“GGO”的玩家们的协助以及回复他们在原本“SAO”的能力与装备后才一举战胜在茅场晶彦声音的恭喜下给予桐人一把极强力的剑作为破关奖励玩完了之后现身的人步行进入红玉宫里无名他说没结束住原返件事像群队打头目地方离开先有讯息睇下基尔系统攻略情报内容“桐人会结盟多群队成员将采出立场行动一举”。
从“完全潜行”回到演唱会的桐人以新武器打倒所有 Boss，在“OS”的排名跃身成为第一；同时菊冈也逮捕在营运 SAO 的原 Argus 公司服务器室的重村教授。白色连帽连身裙的悠那归还所有 SAO 幸存者被夺去的记忆，并向桐人等人说明自己的愿望只是希望可以唱歌，接着悠那与依存在第100层Boss中的编码一并消失。
最后桐人与亚丝娜达成在艾恩格朗特各自许下的承诺桐人帮亚丝娜戴上戒指并留下深深一吻静静地坐下观赏流星雨。事件解决后在第二版的《SAO 事件记录》一书中最后新加上了一段话“有一位歌姬为前去战斗我们曾是战士带来勇气我们不能遗忘每一位无名的玩家”。
然而正当事件看似解决之际，本应要径行提审重村教授的菊冈却将教授带往称为“拉斯”[注 1]工作室准备执行使另一项计划（Alicization计划）……